Gerbang Logika Dasar dan Contoh Alat Sistem Digital

      Selamat datang diblogku, di sini saya akan menjelaskan sedikit mengenai Gerbang Logika Dasar dan juga cara kerja jam digital. Penasaran Gerbang Logika Dasar itu seperti apa ? , atau bertanya-tanya sebenarnya bagaimana sih jam digital itu bekerja?. Supaya tidak penasaran lagi, yuk kita baca sekarang !

Pengertian Gerbang Logika Dasar 

      Gerbang Logika atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Logic Gate adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa input ( masukkan ) menjadi sebuah sinyal output ( keluaran ) Logis. Gerbang logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yaitu 0 dan 1 dengan menggunakan Toeri Aljabar Boolean. 

       Gerbang Logika yang diterapkan dalam Sistem Elektronika Digital pada dasarnya menggunakan komponen-komponen Elektronika seperti Integrated Circuit ( IC ), Dioda, Transistor, Relay, Optik maupun Elemen Mekanikal.

Jenis-jenis Gerbang Logika Dasar

Terdapat 7 jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, yaitu :

1. Gerbang AND

     Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih masukkan (input) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran (output). Gerbang AND akan menghasilkan keluaran (output). Logika 1 jika semua masukkan (input) bernilai 1 dan akan menghasilkan keluaran ( output ). Logika 0 jika salah satu masukkan (input) bernilai logika 0. Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (".") atau tidak memakai tanda sama sekali. Contohnya Z = X.Y atau Z = XY.

     Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang AND ( AND GATE )

    IC yang digunakan :

2. Gerbang OR
     
     Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih masukkan (input) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran (output). Gerbang OR akan menghasilkan keluaran ( output ) 1 jika salah satu dari masukkan bernilai logika 1 dan jika ingin menghasilkan keluaran ( output ) logika 0, maka semua masukkan ( input ) harus bernilai logika 0. Simbl yang menandakan Operasi Logika OR adalah tanda Plus ("+"). Contohnya : Z = X + Y

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR ( OR Gate )

    IC yang digunakan :

3. Gerbang NOT
   
     Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah masukkan ( input ) untuk menghasilkan hanya 1 keluaran ( output ). Gerbang NOT disebut juga dengan Iverter ( Pembalik ) karena menghasilkan keluaran ( Output ) yang berlawanan ( kebalikan ) dengan masukkan atau inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan keluaran ( output ) dengan nilai logika 0 maka input atau masukkannya harus bernilai logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus ("-") diatas variabel inputnya.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOT

  IC yang digunakan :

4. Gerbang NAND

    Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND. Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari keluaran (output) gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan keluaran logika 0 apabila semua masukkan (input) pada logika 1 dan jika terdapat sebuah input yang bernilai logika 0 maka akan menghasilkan keluaran (output) logika 1.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NAND 

     IC yang digunakan :

5. Gerbang NOR (NOR Gate)

     Arti NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR. Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari keluaran (output) gerbang OR. Gerbang NOR akan menghasilkan keluaran logika 0 jika salah satu dari masukkan (input) bernilai logika 1 dan jika ingin mendapatkan keluaran logika 1, maka semua masukan (input) harus bernilai logika 0.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOR 

  IC yang digunakan :

6. Gerbang X-OR ( X-OR Gate )

    X-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 masukkan (input) dan 1 keluaran (output) logika. Gerbang X-OR akan menghasilkan keluaran (output) logika 1 jika semua masukkan-masukkannya (input) mempunyai nilai logika yang berbeda. Jika nilai logika inputnya sama, maka akan memberikan hasil keluaran logika 0.

     IC yang digunakan :

7. Gerbang X-NOR ( X-NOR Gate )

     Seperti gerbang X-OR, gerbang X-NOR juga terdiri 2 masukkan (input) dan 1 keluaran (output). X-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari Gerbang X-OR dan Gerbang NOT. Gerbang X-OR akan menghasilkan keluaran (output) logika 1 jika semua masukkan atau inputnya bernilai logika yang sama dan akan menghasilkan keluaran (output) logika 0 jika semua masukkan atau inputnya bernilai logika yang berbeda. Hal ini merupakan kebalikan dari Gerbang X-OR ( Exclusive OR ).

1 Alat Menggunakan Sistem Digital

Bagaimana Jam Digital Bekerja ?

Saya akan menjelaskan cara jam digital itu bekerja. Jam digital terdapat sebuah Power Supply ( salah satunya batrei, atau AC power dari stopkontak dengan tegangan 120 volt ). Disana ada sebuah electronic timebase yaitu "detik"  di beberapa tingkat dan akurat. Ada sebuah elektronik berupa "Gearing Mechanism" dari beberapa jenis, umumnya jam digital menggunakan sebuah komponen yang disebut "Counter". Dan menggunakan sebuah tampilan, biasanya berupa LEDs ( light emitting diodes ) atau LCD ( liquid crystal display ).

High-Level View

Berikut ini gambaran singkat dari komponen Jam Digital :

Didalam inti jam, terdapat sebuah bagian yang dapat menghasilkan sebuah sinyal dengan akurasi 60Hz. Terdapat dua cara untuk menghasilkan sinyal ini :

1.  Sinyal dapat diekstraksi dari osilasi 60Hz di dalam Power Line ( kabel ) . Beberapa jam mendapatkan daya mereka dari stopkontak, menggunakan teknik ini karena murah dan mudah. Sinyal 60Hz di dalam kabel ini cukup akurat untuk tujuan ini.

2. Sinyal dapat dihasilkan menggunakan sebuah Crystal Oscillator. Setiap jam yang menggunakan baterai atau jam tangan sebagai gantinya akan menggunakan teknik ini. Itu memerlukan lebih banya bagian, tapi secara umum lebih akurat.

Sinyal 60Hz terbagi menggunakan "Counter" . Ketika membuat jam sendiri, bagian tipe TTL yang digunakan adalah 7490 decade counter. Ini bagian yang dapat mengkonfigurasi untuk membagi setiap angka antara 2 sampai 10, dan menghasilkan sebuah bilangan biner sebagai keluaran (output) . Jadi kamu menerima 60Hz, membagi itu menjadi 10, dan membagi itu menjadi 6 dan sekarang kamu mempunyai sinyal 1Hz. Sinyal 1Hz sangat cocok untuk mengatur "second hand" bagian dari layar. 

Jadi, jam akan terlihat seperti diagram dibawah ini :

Untuk melihat detikan, maka keluaran dari counters perlu untuk ditampilkan. Dua counters menghasilkan bilangan binar. Membagi dengan 10 counter menghasilkan sebuah urutan 0-1-2-3-4-5-6-7-8-9 di keluarannya ( outputs ), sedangkan membagi dengan 6 counter menghasilkan sebuah urutan 0-1-2-3-4-5 di keluarannya. Kita ingin menampilkan bilangan binar di dalam sesuatu yang disebut 7-segment display. Sebuah 7-segment display mempunyai tujuh bar didalamnya, dan dengan mengaktifkan bar yang berbeda kamu dapat menampilkan angka-angka yang berbeda : 

Untuk mengubah bilangan binar antara 0 sampai 9 menjadi sinyal yang sesuai untuk menggerakan sebuah 7-segment display, kamu meggunakan " pengubah  bilangan binar untuk 7-segment display ". Chip ini terlihat pada bilangan biner yang muncul dan berganti dengan tepat di dalam bar 7-segment LED untuk menampilkan angka tersebut.

Jika kita menampilkan beberapa detik, lalu bagian detik jam kita akan terlihat dibawah ini :

Keluaran dari tahapan ini berosilasi pada frekuensi tiap satu siklus per menit. Kamu dapat gambaran bahwa bagian menit dari jam terlihat sama persis. Akhirnya, bagian jam terlihat  hampir sama kecuali bagi 6 counter diganti dengan bagi 2 counter.

Itulah sedikit penjelasan tentang Gerbang Logika dasar dan juga cara kerja jam digital. Sekian dari blogku, makasih udah mau baca semoga bermanfaat. :)

Sumber :

http://www.howstuffworks.com
https://akunony88.wordpress.com/2013/03/18/gerbang-dasar-logika-jenis-jenis-ic/
http://teknikelektronika.com/pengertian-gerbang-logika-dasar-simbol/